[发明专利]一种3-硝基水杨酸甲酯的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化合物的合成方法，具体涉及一种3-硝基水杨酸甲酯的合成方法。

背景技术

长期以来，制药行业一直是精细化学品工业的发展重点。高附加值的医药中间体的化学结构往往比较复杂或特殊，合成通常需要多步反应。硝基水杨酸类化合物是一类非常有用的化合物，可作为农药、医药、染料、化纤、橡胶和含能材料等产品的中间体。

传统的3-硝基水杨酸甲酯合成方法一般是将水杨酸甲酯用硝酸和硫酸的混酸进行直接硝化，但区域选择性是以5-位硝化为主，3-硝基水杨酸甲酯产率为10%左右，而且分离较困难，文献报道（刘艳珠, 李永绣, 李霞, 等. 硝酸铁对水杨酸甲酯的硝化及位置选择性[J]. 应用化学, 2010, 27(4)）可通过柱色谱分离获得。这种方法分离方法复杂、3-硝基水杨酸甲酯产率低，不具有大规模工业化生产价值。因此开发一种低成本、高产率、分离提纯方法简便的3-硝基水杨酸甲酯的合成方法具有很强的应用前景和经济价值。

发明内容

本发明的目的就是提供一种3-硝基水杨酸甲酯的合成方法，该方法原料易得、反应成本低、收率及纯度较高、易于工业化生产。

本发明采用的合成步骤如下：

1. 以水杨酸甲酯作为原料，在搅拌状态下加入浓硫酸，加热反应；

2. 将步骤1所得的溶液冷却，滴加硝硫混酸，并搅拌反应后，将反应液倒入水中，调节PH，抽滤，干燥滤饼，得到3-硝基-5-磺酸基水杨酸甲酯粗品；

3. 将上述3-硝基-5-磺酸基水杨酸甲酯加入到硫酸水溶液中，加热、回流、搅拌，冷却后抽滤得到3-硝基水杨酸粗品；

4. 将上述3-硝基水杨酸溶解在甲醇溶液中，滴硫酸，加热回流搅拌后，冷却抽滤、干燥得到3-硝基水杨酸甲酯粗品。

步骤1中水杨酸甲酯和硫酸的摩尔比为1 : 2~5，优选为1 : 3-4；加热温度为40~100 ℃；加热时间为0.5~2 h。

步骤2中所述硝硫混酸中硝酸占硝硫混酸总量的12%，所述的水杨酸甲酯和硝酸的摩尔比为1 : 0.75~1.5；硝化过程中反应温度为-5~60 ℃；应时间为1~5 h，溶液pH为0.5~2.0。

步骤3中硫酸水溶液的浓度为56.8~68.3 wt%，优选为60~66 wt%，3-硝基-5-磺酸基水杨酸甲酯在反应体系中的浓度为0.08~0.25 g/mL；反应时间为5~15 h，优选为6~8 h；反应加热温度为130~170 ℃，优选为150~160 ℃。

步骤4中3-硝基水杨酸在甲醇中的浓度为0.1 g/ml，反应温度为80~120 ℃；反应时间为2~4h，甲醇与硫酸的摩尔比为4.5~8.9 : 1。

其工艺路线如下：

根据本发明所制得的3-硝基水杨酸甲酯纯度大于98 %，总收率57 %左右。本发明所述的方法收率高，原料易得，是一种具有良好的工业化生产价值的制备方法。

其具体体现在：

1. 原料易得和价廉，原料水杨酸甲酯和所用的试剂（硫酸、硝酸、氢氧化钠、甲醇、乙酸乙酯）均为工业上常用和价廉的化学品；

2. 反应后处理简便经济，产物易于从反应体系中分离，且乙酸乙酯可循环重复使用，经济环保；

3. 避免了现有的直接硝化的合成方法中的3位和5位硝化产物的分离，且大幅度提高了3位硝化产物的产率，从本质上改变了硝基引入位置的定位实质；

4. 本方法可为其它通过直接硝化法难以得到的硝基芳烃化合物的高选择性合成提供借鉴。

具体实施方式

实施例1：

步骤1. 3-硝基-5-磺酸基水杨酸甲酯的制备

量取8 mL（0.06 mol）的水杨酸甲酯倒于三口烧瓶中，向其中边搅拌边快速滴入12 mL的浓硫酸， 65 ℃恒温搅拌反应1 h，然后滴加6.4 mL浓硫酸和4 mL硝酸配置成的混酸，10 ℃搅拌反应1.5 h。反应结束后用水稀释，搅拌，静置冷却，析出粉色絮状物，抽滤得0.23 g 5-磺酸基水杨酸甲酯。¹H-NMR ( 500 MHz，D₂O) δ:  8.18 (d，J = 2.4 Hz，1H)，7.77 (dd，J = 8.8，2.4 Hz，1H)，6.98 (d，J = 8.8 Hz，1H)，3.85 (s，3H)。